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Die
Erfindung betrifft ein Zweimassen-Dämpfungsschwungrad, insbesondere
für Kraftfahrzeuge,
das ein Primärschwungrad,
ein mit dem Primärschwungrad
koaxiales Sekundärschwungrad,
Mittel zur Zentrierung und Drehführung
des Sekundärschwungrads
am Primärschwungrad
und einen Torsionsdämpfer
umfasst, der die beiden Schwungräder
mit einer Winkelauslenkung drehfest miteinander verbindet.
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Das
Primärschwungrad
ist endseitig an einer treibenden Welle, etwa an der Kurbelwelle
eines Verbrennungsmotors, befestigt, während das Sekundärschwungrad
in der Regel über
eine Reibungskupplung mit einer getriebenen Welle, etwa mit der
Eingangswelle eines Getriebes, verbunden ist.
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Der
Torsionsdämpfer
umfasst elastische Mittel, wie etwa Federn, die es ermöglichen,
durch die treibende Welle übertragene
Vibrationen und Drehmomentschwankungen aufzunehmen, sowie Reibungsmittel, die
eine Dämpfung
der durch die Federn aufgenommenen Vibrationen und Drehmomentschwankungen
ermöglichen.
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In
einer bekannten Ausführung
umfasst der Torsionsdämpfer
zwei Schraubenfedern mit großer
Länge, die
sich auf etwas weniger als 180° um
die Drehachse herum erstrecken und die in einer mit Schmierfett
befüllten
und dicht verschlossenen Aufnahme mit torischer Form geführt sind.
Für ihre
Lagerung werden diese Federn zuvor halbkreisförmig gebogen, wobei es sich
bei diesem Biegen um einen zeit- und kostenaufwendigen Arbeitsgang
handelt, bei dem eine Verformung jeder Windung der Federn stattfindet
und der in der Regel im Warmzustand ausgeführt wird.
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Um
diese Nachteile zu verringern, ist in der FR-A-2794832 bereits ein
Torsionsdämpfer
vorgeschlagen worden, der Schraubendruckfedern umfasst, die sich
umfangsmäßig um die
Drehachse der Schwungräder,
im Ruhezustand, das heißt
bei Nichtvorliegen eines zwischen den Schwungrädern übertragenen Drehmoments, jeweils
auf etwas weniger als 280° erstrecken
und die in Haltebügeln
verlaufen, die in unregelmäßigen Abständen zwischen
den Enden der Federn vorgesehen und jeweils starr mit einem diametral
gegenüberliegenden Bügel verbunden
sind, um während
des Betriebs den Fliehkraftbeanspruchungen standzuhalten. Diese
Haltebügel
verhindern, dass die Federn stark an der radial äußeren Wand ihrer in dem einen
und/oder dem anderen der Schwungräder ausgebildeten Aufnahme
reiben, wobei diese Aufnahme nicht mehr mit Schmierfett befüllt und
dicht verschlossen sein muss.
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Diese
Schraubenfedern mit großer
Länge werden
nicht im Warmzustand gebogen; sie müssen jedoch für ihren
Einbau im Torsionsdämpfer
kreisbogenförmig
gekrümmt
werden, wodurch sich die Arbeitsgänge zum Einbau der Federn entsprechend
schwierig gestalten. Darüber
hinaus sind die Federn ständig,
auch im Ruhezustand, Beanspruchungen ausgesetzt.
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Der
Erfindung liegt insbesondere die Aufgabe zugrunde, diese Nachteile
in einfacher, effizienter und wirtschaftlicher Weise zu vermeiden.
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Sie
hat ein Zweimassen-Dämpfungsschwungrad
der vorgenannten Art zum Gegenstand, das Federn mit allgemeiner
Umfangsanordnung verwendet, die eine große Länge für eine erhebliche Winkelauslenkung aufweisen
und die sich einfach und schnell einbauen lassen, ohne kreisbogenförmig gekrümmt zu werden.
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Dazu
schlägt
sie ein Zweimassen-Dämpfungsschwungrad,
insbesondere für
Kraftfahrzeuge, vor, das ein Primärschwungrad, ein mit dem Primärschwungrad
koaxiales Sekundärschwungrad,
Mittel zur Zentrierung und Drehführung
des Sekundärschwungrads
am Primärschwungrad
und einen Torsionsdämpfer
umfasst, der die beiden Schwungräder
mit einer Winkelauslenkung drehfest miteinander verbindet, wobei
dieser Torsionsdämpfer
elastische Mittel, wie etwa Federn mit einer allgemeinen Umfangsanordnung
um die Drehachse der Schwungräder
herum, Druckstücke,
die an den Schwungrädern
befestigt und so angeordnet sind, dass sie bei einer Winkelauslenkung
zwischen den Schwungrädern
an den Enden der elastischen Mittel anliegen, und Mittel zum radialen
Halten der elastischen Mittel umfasst, die in in etwa regelmäßigen Abständen auf
einem Kreisumfang angeordnet sind, wobei jedes radiale Haltemittel
durch ein ringförmiges
Zwischenstück
mit einem diametral gegenüberliegenden
anderen Haltemittel verbunden ist, wobei dieses Zweimassen-Dämpfungsschwungrad
dadurch gekennzeichnet ist, dass die zwischen den Druckstücken gelagerten
elastischen Mittel eine in etwa polygonale bzw. vieleckige Form
aufweisen.
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In
einer ersten Ausführungsform
der Erfindung ist jedes zwischen zwei Druckstücken gelagerte vieleckige elastische
Mittel unterbrochen ausgeführt,
wobei es aus mehreren Ende an Ende angeordneten Federn besteht,
welche die Seiten des vieleckigen elastischen Mittels bilden.
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In
diesem Fall handelt es sich bei den Federn des vieleckigen elastischen
Mittels um kurze und gerade Federn, die kein Biegen oder Vorbiegen
erfordern und die während
des Betriebs jeweils geradlinig axial zusammengedrückt werden,
so dass sie unter optimalen Bedingungen arbeiten können und
sich die Lebensdauer des Torsionsdämpfers entsprechend verlängern lässt. Wenn
diese Federn maximal zusammengedrückt werden, stoßen ihre
Windungen auf ihrem gesamten Kreisumfang aneinander, wodurch sich
die Funktionsweise der Federn (in bezug auf den Zusammendrückweg und
die Energiespeicherung) entsprechend optimieren lässt, im
Gegensatz zu gebogenen Federn, bei denen die Windungen in der maximal
zusammengedrückten Position
auf der radial inneren Seite, nicht jedoch auf der radial äußeren Seite
aneinander anliegen.
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In
einer anderen Ausführungsform
der Erfindung besteht jedes zwischen zwei Druckstücken gelagerte vieleckige
elastische Mittel aus einer durchgehenden Feder.
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In
diesem Fall öffnet
sich, ausgehend von einer geraden Feder mit schraubenförmigen Windungen, eine
Windung der Feder an jeder Spitze der Vieleckkontur, welche die
Feder erhalten soll, wobei diese Öffnung beispielsweise etwa
25 oder 30° beträgt und im
Kaltzustand mit einfachen Mitteln leicht auszuführen ist.
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Es
liegt daher eine vieleckige Feder vor, die sich ohne Schwierigkeit
in eine torische Aufnahme des Torsionsdämpfers einsetzen lässt.
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Die
vorgenannten radialen Haltemittel befinden sich vorteilhafterweise
an den Spitzen der Vieleckkontur dieser elastischen Mittel und umfassen
jeweils ein keilförmiges
Teil, das auf der radial äußeren Seite
zwischen zwei geraden Federlängen
eingefügt
ist. Diese keilförmigen
Teile bilden Sitzflächen
oder Anschläge,
die es ermöglichen,
die Federn in den zwei vorgenannten Ausführungsarten auf axialen Druck
arbeiten zu lassen.
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Außerdem bilden
diese keilförmigen
Teile vorteilhafterweise Gleitsegmente, die ab einer bestimmten Drehzahl
auf eine zylindrische Fläche
eines der Schwungräder
gelangen.
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Diese
Teile werden vorteilhafterweise durch Einspannen zwischen den radialen
Haltemitteln und den Federwindungen gehalten, an denen diese radialen
Haltemittel eingesetzt sind.
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Diese
Gleitmittel sorgen für
eine radiale Beständigkeit
der Federn bei hohen Drehzahlen, ohne im Falle einer Winkelauslenkung
zwischen den Schwungrädern
dem Zusammendrücken
der Federn entgegenzuwirken.
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In
einer Ausführungsart
handelt es sich bei der zylindrischen Fläche, auf der die Gleitsegmente
bei hohen Drehzahlen aufliegen, um eine radial innere zylindrische
Fläche
eines am Primärschwungrad
befestigten ringförmigen
Teils, das den Anlasserzahnkranz trägt.
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Entsprechend
den Ausführungen
kann jedes radiale Haltemittel aus einem radialen Ansatz des ringförmigen Zwischenstücks bestehen,
das es mit einem diametral gegenüberliegenden
Haltemittel verbindet, wobei dieser radiale Ansatz entweder um den
radial äußeren Teil
der zu haltenden Feder herum gekrümmt oder zwischen zwei Federwindungen
angeordnet ist und sich entlang dem radial äußeren Teil der zu haltenden Feder(n)
parallel zur Achse dieser Feder(n) erstreckt.
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In
einer Variante besteht jedes radiale Haltemittel aus zwei Halbschalen,
die, insbesondere durch Niete, gegenüberliegend an dem ringförmigen Zwischenstück befestigt
sind, das dieses Haltemittel mit einem diametral gegenüberliegenden
anderen verbindet.
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In
einer anderen Variante besteht jedes radiale Haltemittel aus zwei
Halbschalen, die, vor allem durch Niete, einander gegenüberliegend
befestigt sind, wobei jede Schale fest mit einem ringförmigen Zwi schenstück verbunden
ist, das es mit einer diametral gegenüberliegenden anderen Halbschale
verbindet.
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Nach
einem anderen Merkmal der Erfindung sind die Enden der elastischen
Mittel, die mit den Druckstücken
zusammenwirken, in glockenförmigen
Endstücken
aufgenommen, von denen eine entgegengesetzt zu den elastischen Mitteln
ausgerichtete konvexe Fläche
ein Nut zur Aufnahme eines Endes eines Druckstück enthält, das an einem der Schwungräder angebracht
ist.
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Dieses
Druckstück
besteht vorteilhafterweise aus einem fest mit diesem Schwungrad
verbundenen radialen Ansatz, wobei dieser Ansatz parallel zur Achse
des Schwungrads umgebogen ist und eine zur Achse des Schwungrads
parallele Rippung umfassen kann.
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Um
seine mechanische Festigkeit zu verstärken, ist dieser Ansatz an
das Schwungrad durch eine Randleiste in Form eines Viertelzylinders
angeschlossen, die auf einer Länge
ausgebildet ist, die wenigstens zweimal größer als die Breite des Ansatzes
ausfällt.
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Im übrigen sind
die Enden dieses Ansatzes, die in die vorgenannte Nut des Druckstücks eingesetzt sind,
mit einem Belag überzogen,
um die Auflagefläche
dieses Ansatzes in der Nut zu vergrößern und die Beanspruchungen
in den Kontaktbereichen des Ansatzes und der Nut zu verringern.
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Das
Schwungrad, das einstückig
mit den vorgenannten Ansätzen
ausgeführt
ist, ist vorzugsweise das Primärschwungrad,
und es ist aus Blech ausgeführt.
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Dieses
Primärschwungrad
bildet vorteilhafterweise ein flexibles Schwungrad und kann mit
einer Tellerfeder verbunden sein, welche die Dämpfung dieses Schwungrads bewirkt.
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Nach
einem weiteren Merkmal der Erfindung umfassen die Druckstücke, die
an dem anderen der Schwungräder
angebracht sind, jeweils zwei Ansätze, die parallel zueinander
angeordnet sind und sich beiderseits des fest mit dem vorgenannten
ersten Schwungrad verbundenen Druckstücks, parallel zu diesem, befinden,
wobei sich diese parallelen Ansätze
an ihren Enden an den Endstücken
zur Aufnahme der Enden der elastischen Mittel einpassen und eine
Form aufweisen, die der Form der konvexen Außenflächen der Endstücke entspricht,
an denen sie zur Anlage kommen.
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Wenn
diese parallelen Ansätze
vollständig
an den vorgenannten Endstücken
eingepasst sind, verschieben sie vorteilhafterweise die Endstücke radial
nach innen, um sie von der fest mit dem ersten Schwungrad verbundenen
zylindrischen Fläche
zu entfernen, an der sich diese Endstücke radial in Anlage befanden.
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Dadurch
verringern sich die Reibungen bei den Winkelauslenkungen der Schwungräder im Verhältnis zueinander,
wobei ferner der Verschleiß der
Druckstücke
vermindert und die Lebensdauer des Torsionsdämpfers verlängert wird.
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Nach
einem anderen Merkmal der Erfindung handelt es sich bei den die
Haltebügel
tragenden ringförmigen
Zwischenstücken
um Scheiben, die durch eine Federscheibe axial zwischen den Schwungrädern eingespannt
sind, wobei sie auf einer an einem der Schwungräder angebrachten Buchse aus
einem Werkstoff mit niedrigem Reibungskoeffizienten zentriert sind.
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Diese
axiale Einspannung der Scheiben erzeugt bei ihren Winkelauslenkungen
eine Reibung, welche die Schwingungen der durch diese Scheiben in
Verbindung mit den Federn des Torsionsdämpfers gebildeten Systeme dämpft und
die außerdem
zur Dämpfung
der durch die treibende Welle übertragenen
Vibrationen und Drehmomentschwankungen beitragen kann.
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Um
einen frühzeitigen
Verschleiß der
vorgenannten Buchse, auf der die Scheiben zentriert sind, zu vermeiden,
können
diametral gegenüberliegende
Ansätze
gebildet werden, die parallel zur Drehachse am inneren Umfang der
Scheiben umgebogen sind.
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Das
Verständnis
der Erfindung sowie weiterer Merkmale, Einzelheiten und Vorteile
der Erfindung wird durch die nachfolgende Beschreibung erleichtert,
die als Beispiel unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen angeführt wird.
Darin zeigen im einzelnen:
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1: eine schematische Axialschnittansicht
eines erfindungsgemäßen Zweimassen-Dämpfungsschwungrads;
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2: eine im Querschnitt ausgeführte schematische
Teilansicht und eine vorderseitige Teilansicht dieses Zweimassen-Dämpfungsschwungrads;
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3: eine im Querschnitt ausgeführte schematische
Teilansicht zur Darstellung der Federn des Torsionsdämpfers in
der maximal zusammengedrückten
Position;
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4: eine schematische Vorderansicht
zur Veranschaulichung der Federn im Torsionsdämpfer;
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5: eine Draufsicht dieser
Federn:
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6: eine mit partiellem Ausbruch
ausgeführte
schematische Vorderansicht des Torsionsdämpfers;
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7: eine schematische Perspektivansicht
des Primärschwungrads;
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8: eine schematische Darstellung
einer geraden Feder mit großer
Länge vor
der Umformung;
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9: eine Darstellung der
Feder von 8 nach der
Umformung;
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10: eine im Axialschnitt
ausgeführte
schematische Teilansicht eines Federhaltebügels;
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11: eine vorderseitige schematische
Teilansicht einer Ausführungsvariante
eines Haltebügels;
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12 und 13: im Querschnitt bzw. im Axialschnitt
ausgeführte
schematische Ansichten einer Ausführungsvariante der Erfindung;
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14 und 15: Darstellungen anderer Ausführungsvarianten.
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Das
in den 1 bis 3 dargestellte Zweimassen-Dämpfungsschwungrad
umfasst ein aus Blech ausgeführtes
Primärschwungrad 10,
das durch Schrauben 12 am Ende einer treibenden Welle 14,
etwa an der Kurbelwelle des Verbrennungsmotors eines Kraftfahrzeugs,
befestigt ist. Dieses Primärschwungrad 10 ist
mit einer Tellerfeder 16 verbunden, deren radial innerer
Teil aus radialen Fingern 18 besteht, die sich in Anlage
am Primärschwungrad 10 befinden,
und dessen radial äußerer Teil 20 ringförmig ausgeführt ist
und sich in Anlage an einem massiven Kranz 22 befindet,
der durch Niete 24 am radial äußeren Umfang des Schwungrads 10 befestigt
ist. Ein Anlasserzahnkranz 26 ist durch Warmaufschrumpfen
auf dem Kranz 22 in einer entsprechenden Aufnahme der Außenfläche dieses
Kranzes befestigt.
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Der
Kranz 22 erstreckt sich axial in der zur treibenden Welle 14 entgegengesetzten
Richtung bis in die Nähe
des radial äußeren Umfangs
eines Sekundärschwungrads 28,
das die Gegenanpressplatte einer (nicht dargestellten) Reibungskupplung
bildet, die das Zweimassen-Dämpfungsschwungrad
mit einer getriebenen Welle verbindet, etwa mit der Eingangswelle
der Kraftübertragung
eines Kraftfahrzeugs, insbesondere mit der Getriebeeingangswelle.
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Das
Sekundärschwungrad 28 ist
an seinem radial inneren Umfang mittels eines Gleitlagers 30 an
einer fest mit dem Primärschwungrad 10 verbundenen
zylindrischen Muffe 32 zentriert und drehend geführt. Im
einzelnen umfasst diese zylindrische Muffe 32 auf der Seite
der treibenden Welle 14 eine innere zylindrische Randleiste 34,
auf der das Schwungrad 10 an seinem radial inneren Umfang
zentriert ist, wobei sie zugleich mit dem Schwungrad 10 durch
die vorgenannten Schrauben 12 am Ende der treibenden Welle 14 befestigt
ist. Darüber
hinaus sorgen Mittel, wie etwa zwei diametral gegenüberliegende
Niete 36, für
eine feste Verbindung des Schwungrads 10 und der zylindrischen
Muffe 32 vor der Befestigung des Zweimassen-Dämpfungsschwungrads
durch die Schrauben 12 am Ende der Welle 14. Anstelle
der Niete 36 kann natürlich
auch jedes andere geeignete Mittel verwendet werden.
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Eine äußere Umfangsrandleiste 38 der
Muffe 32, die auf der zur treibenden Welle 14 entgegengesetzten
Seite ausgebildet ist, sorgt für
die axiale Sicherung des Sekundärschwungrads 28,
dessen innerer Umfang eine zylindrische Nabe 40 bildet,
die sich, über
die radialen Randleisten des Gleitlagers 30, in Anlage
am Primärschwungrad 10 und
an der Umfangsrandleiste 38 der Muffe 32 befindet.
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Ein
insgesamt durch die Bezugsnummer 42 bezeichneter Torsionsdämpfer ist
zwischen dem Primärschwungrad 10 und
dem Sekundärschwungrad 28,
radial im Innern des Kranzes 22 des Primärschwungrads 10 eingesetzt.
Dieser Torsionsdämpfer
umfasst elastische Mittel 44 mit allgemeiner Umfangsanordnung
um die Drehachse 46 der Schwungräder, wobei diese elastischen
Mittel 44 in dem dargestellten Beispiel in einer Stückzahl von
zwei vorgesehen sind und sich jeweils auf etwas weniger als 180° um die Achse 46 herum
erstrecken.
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In
einer ersten Ausführungsform
der Erfindung, die in den 4 und 5 dargestellt ist, besteht
jedes elastische Mittel 44 aus mehreren kurzen und geraden
Federn, die Ende an Ende entsprechend einer Vieleckkontur bzw. genauer
gesagt: einer halben Vieleckkontur angeordnet sind. So besteht in 4 jedes elastische Mittel 44 aus
vier Federn 38, die im Verhältnis zueinander entlang den
Seiten eines halben Achtecks angeordnet sind. Jede am Ende einer
anderen Feder 48 angeordnet Feder 48 umfasst ein
Drahtende 50, das nach außen gebogen ist und das sich
schräg
mit einem Winkel von etwa 45° bezogen
auf die Windungshälfte 52, an
die es sich anschließt,
erstreckt. Wenn die Federn Ende an Ende an den Seiten eines Achtecks
angebracht sind, wie dies in 4 dargestellt
ist, erstreckt sich das gebogene Ende 50 einer Feder 48 in
der Ebene der Abschlusswindung 52 der benachbarten Feder 48,
wobei die verbundenen Enden der beiden Federn ein V bilden.
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Die
zwischen zwei anderen Federn 48 angebrachten Federn 48 haben
Enden 50, die nach außen
gebogen sind. Die Federn 48, welche die Enden jedes elastischen
Mittels 44 bilden, haben hingegen ein nach außen gebogenes
Ende 50 auf der Seite, an der sie an eine andere Feder 48 angrenzen,
während
sie an ihrem anderen Ende nicht verformt sind.
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Die
benachbarten Enden der Federn 48 sind in radiale Haltebügel 58 eingesetzt,
die sich daher an den Spitzen der Halbvieleckkontur jedes Elements 44 zwischen
dessen Enden befinden und die paarweise diametral gegenüberliegend
durch ringförmige
Zwischenstücke
verbunden sind, die durch Scheiben 60 gebildet werden,
die auf einem zylindrischen Teil 62 aus einem Werkstoff
mit niedrigem Reibungskoeffizienten zentriert und drehend geführt sind,
das aus einer auf der Nabe 40 des Sekundärschwungrads 28 aufgesteckten.
offenen Buchse besteht. Auf der dem Primärschwungrad 10 gegenüberliegenden
Seite umfasst die Buchse 62 Sockel oder Finger 64,
die sich in axialer Richtung erstrecken und in Öffnungen 66 des Sekundärschwungrads 28 eingesetzt
sind, so dass die Buchse 62 durch das Sekundärschwungrad 28 vorteilhafterweise
mit einem Winkelspiel angetrieben wird.
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Die
Scheiben 60, die die vorgenannten Haltebügel 58 paarweise
verbinden, sind durch eine Federscheibe 68 axial an einer
Schulter der Buchse 72 eingespannt, wobei sie Reibungsmittel
bilden, welche die Winkelschwingungen der durch die Scheiben und
die Federn 48 gebildeten Systeme dämpfen.
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Andere
Reibungsmittel des Torsionsdämpfers
werden durch eine Einschubscheibe 70 gebildet, die an das
Primärschwungrad 10 axial
durch eine Anpressscheibe und eine Federscheibe angedrückt werden,
die zwischen der Einschubscheibe 70 und einer durch Niete 74 am
Primärschwungrad 10 befestigten
Haltescheibe 72 gesichert sind. Die Einschubscheibe 70 wird
mit einem Winkelspiel durch das dem Primärschwungrad 10 benachbarte
Ende der Buchse 62 drehend angetrieben.
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Bei
dem in den 1 bis 3 und 6 dargestellten Beispiel (bei dem die
linke Teilansicht von 6 eine Vorderansicht
und die rechte Teilansicht einen Querschnitt zeigt) besteht jeder
Haltebügel 58 aus
zwei Halbschalen 58 aus Metall, die gegenüberliegend
angeordnet und durch einen Niet 78 auf der radial äußeren Seite sowie
durch drei Niete 80 auf der radial inneren Seite miteinander
verbunden sind, wobei die inneren Niete 80 außerdem zur
Befestigung der Halbschalen 76 an einem radialen Ansatz 82 der
entsprechenden Scheibe 60 dienen. Die radial äußeren Teile
der Halbschalen 76 bilden in Umfangsrichtung ein V mit
zur Drehachse gerichteter Spitze, das zwischen den Enden der Ende
an Ende angeordneten Federn 48 eingesetzt wird, wobei die
Seiten des V parallel zu den Abschlusswindungen der Federn verlaufen.
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Ein
keilförmiges
Teil 84 ist im Innern des Haltebügels 58 eingesetzt,
indem es an diesem V so anliegt, dass es dieses im Innern des Bügels bedeckt,
wobei die Schenkel dieses Teils in Umfangsrichtung über die Halbschalen 76 hinausragen,
um Gleitsegmente auf der zylindrischen Innenfläche 86 des Kranzes 22 zu
bilden. Bei niedrigen und mittleren Drehzahlen bleiben die Gleitsegmente
zur zylindrischen Fläche 86 beabstandet,
während
sie mit dieser bei den hohen Drehzahlen unter dem Einfluss der Fliehkräfte, die
auf die Haltebügel 58 und
ihre Scheiben 60 einwirken, in Kontakt kommen.
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In
diesem Zusammenhang ist zu beachten, dass die V-Form des Teils 84 und
des radial inneren Teils der Halbschalen 76 die Aufnahme
des Niets 78 im Innern des V und nicht radial außerhalb
des Haltebügels 58 ermöglicht,
wodurch sich der radiale Bauraumbedarf entsprechend verringern lässt.
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Als
Variante sind die Gleitsegmente an den Haltebügeln angebracht und unabhängig von
den Teilen 84 ausgeführt.
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Die
letzten Windungen 54 der Abschlussfedern 48 jedes
elastischen Mittels 44 sind in Endstücken 88 aufgenommen,
die in etwa eine Glockenform oder die Form einer Kugelkappe besitzen
und eine Austiefung aufweisen, die zu den Abschlussfedern 48 gerichtet
ist, die in das Innere dieser Endstücke eindringen und deren letzte
Windung auf einer ringförmigen
Auflagefläche
mit entsprechender Form anliegt, die am Boden des Endstücks angeordnet
ist.
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Wie
dies in den 2 und 3 dargestellt ist, kann eine
Feder 90 mit kleinerem Durchmesser im Innern jeder Abschlussfeder 48 eingesetzt
sein und an ihren Enden einerseits auf dem Boden des Endstücks 88 und andererseits
auf einer Auflagefläche
des entsprechenden Bügels 58 anliegen,
wobei diese Auflagefläche
einerseits durch den V-förmigen Teil
der Halbschalen 76 und des Teils 84 und andererseits
durch einen zum Innern der Halbschalen 76 gerichteten Vorsprung
gebildet wird.
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Außerdem können Federn 90 mit
kleinem Durchmesser im Innern wenigstens einiger der Federn 48 eingesetzt
sein, die sich nicht an den Enden der elastischen Mittel 44 befinden.
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Die
inneren Federn 90 haben im Ruhezustand die gleiche Länge wie
die Federn 48, in denen sie aufgenommen sind. Sie können sich
daher im Innern der Federn 48 axial bewegen und werden
gleichzeitig mit diesen zusammengedrückt.
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Obwohl
in den Zeichnungen die Ende an Ende angeordneten Federn 48 identisch
dargestellt sind, können
sie natürlich
auch unterschiedliche Eigenschaften aufweisen. So können sie
insbesondere einen gleichen Außendurchmesser
und unterschiedliche Längen
aufweisen und/oder aus Drähten
mit unterschiedlichen Durchmessern bestehen.
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Die
konvexe Außenfläche der
Endstücke 88 ist
dazu bestimmt, mit Druckstücken
zusammenzuwirken, die zum einen am Primärschwungrad und zum anderen
am Sekundärschwungrad
angebracht sind.
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Die
am Primärschwungrad 10 angebrachten
Druckstücke
bestehen aus zwei diametral gegenüberliegenden radialen Ansätzen 92,
die durch Stanzen dieses Primärschwungrads 10 und
90° Biegen
parallel zur Drehachse hergestellt sind. Diese radialen Ansätze 92 erstrecken
sich geradlinig in Umfangsrichtung und sind in Nuten 94 der
konvexen Außenflächen der
Endstücke 88 eingesetzt.
Diese Ansätze 92 sind
vorteilhafterweise mit einem Metallbelag 96 überzogen,
um ihre Auflagefläche
in den Nuten 94 zu vergrößern und die Beanspruchungen
auf dem Boden dieser Nuten zu verringern.
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Um
den Beanspruchungen während
des Betriebs standzuhalten, kann der umgebogene Teil 92 jedes radialen
Ansatzes eine Rippung 98 umfassen, die sich senkrecht zum
Primärschwungrad 10 im
Anschlussbereich des umgebogenen Teils 92 zum Rest des
Primärschwungrads 10 erstreckt,
wobei dieser Anschlussbereich durch eine Randleiste 100 in
Form eines Viertelzylinders gebildet wird, deren Länge wenigstens
zweimal größer als
die Breite des umgebogenen Teils 92 des besagten Ansatzes
ausfällt.
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Die
am Sekundärschwungrad 28 angebrachten
Druckstücke
sind diametral gegenüberliegend
angeordnet und umfassen jeweils zwei parallele Ansätze 102,
die beispielsweise einstückig
mit dem Sekundärschwungrad 28 ausgebildet
sind und sich parallel beiderseits des Ansatzes 92 des
Primärschwungrads,
radial innerhalb und außerhalb
dieses Ansatzes, erstrecken.
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Die
in Umfangsrichtung angeordneten Enden der Ansätze 102 sind so geformt,
dass sie sich an die konvexe Außenform
der Endstücke 88 anpassen.
Darüber
hinaus ist der radial äußere Ansatz 102 so
geformt, dass er das Endstück 88 leicht
von der zylindrischen Innenfläche 86 des
Kranzes 22 entfernt, wenn sich dieser radial äußere Schenkel
am Endstück 88 einpasst.
Dadurch werden die Reibungen dieses Endstücks an der zylindrischen Innenfläche 86 beseitigt.
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Im
folgenden soll nun die Funktionsweise dieses Zweimassen-Dämpfungsschwungrads unter Bezugnahme
auf die 2 und 3 erläutert werden.
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In
der Darstellung von 2 befinden
sich die Federn 48 und 90 in entspannter Position,
wobei kein Drehmoment zwischen den Schwungrädern übertragen wird. Die Darstellung
von 3 entspricht hingegen einer
maximalen Winkelauslenkung zwischen den Schwungrädern, wobei die Federn 48 und 90 maximal
zusammengedrückt
sind. Die maximale Winkelauslenkung beträgt etwa ± 65° (75° in der Zeichnung) und umfasst eine
Anfangsauslenkung kleiner als ± 10° ohne Einwirkung
der Federn, entsprechend einem Winkelabstand zwischen den am Sekundärschwungrad 28 angebrachten
Druckstücken 102 und
den Endstücken 88 in
der Darstellung von 2.
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Die
durch die treibende Welle 14 und das Primärschwungrad 10 übertragenen
Schwingungen und Drehmomentschwankungen werden durch Zusammendrücken der
Federn 48 und 90 aufgenommen und sowohl durch
die Reibungen der Scheiben 60 aneinander als auch durch
die Reibung der vorgenannten Einschubscheibe 70 am Primärschwungrad 10 gedämpft. Die
in 3 dargestellte Position
entspricht Schwingungen oder Drehmomentschwankungen von großem Ausmaß oder der Übertragung
eines maximalen Drehmoments zwischen den Schwungrädern.
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Während des
Betriebs des Torsionsdämpfers
werden die Federn 48 axial zusammengedrückt und entspannt, wobei sie
unter optimalen Bedingungen arbeiten. Ihre Sicherung durch die paarweise
diametral gegenüberliegend
verbundenen Bügel 58 verhindert,
dass sie mit der zylindrischen Innenfläche 86 des Kranzes 22 in
Kontakt kommen, so dass es nicht notwendig ist, ihre Aufnahme zwischen
den beiden Schwungrädern
mit Schmierfett zu befüllen
und diese Aufnahme dicht zu verschließen, um Fettaustritte zu verhindern.
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Die
Lagerung dieser Federn im Torsionsdämpfer erfordert keine zeitaufwendige
und schwierige vorherige Umformung. Außerdem besteht die Möglichkeit,
den Torsionsdämpfer
im vorhinein am Primärschwungrad
anzubauen, das Sekundärschwungrad
am Primärschwungrad
und am Torsionsdämpfer
anzubringen und die Schwungräder
durch zwei diametral gegenüberliegende
Niete 36 aneinander zu befestigen. Dadurch entsteht eine
einheitliche Baugruppe, die mittels der Schrauben 12 an
der Welle 14 befestigt wird.
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Bei
Bedarf können
die Niete 36 und die Schrauben 12 abgenommen werden,
um das Sekundärschwungrad 28 auszubauen
und Zugang zum Torsionsdämpfer
zu erhalten, beispielsweise um die Auswechslung einer Feder vorzunehmen.
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In
den 8 und 9 ist eine Ausführungsvariante
der elastischen Mittel 44 des Torsionsdämpfers dargestellt, bei der
jedes elastische Mittel 44 aus einer einzigen Feder mit
Vieleckkontur anstelle von vier Ende an Ende angeordneten kleinen
geraden Federn besteht.
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Wie
dies in 8 schematisch
dargestellt ist, wird von einer geraden Feder 104 mit großer Länge ausgegangen,
die auf Auflagen 106 an den Stellen der Spitzen der Vieleckkontur
angebracht ist, welche die Feder 104 erhalten soll. Auf
der jeder Auflage 106 gegenüberliegenden Seite wird eine
Windung der Feder 104 verformt, indem sie auf einem Winkel
von etwa 45° geöffnet wird,
wie dies bei 108 schematisch dargestellt ist, wobei die
beiden Windungshälften
voneinander entfernt werden, um die in 9 dargestellte endgültige Gestaltung zu erhalten.
In dieser Gestaltung besteht die Feder 104 aus vier geraden
Federlängen 110,
die sich an den Spitzen einer Vieleckkontur durch offene Windungen 112 aneinander
anschließen.
Diese örtlichen
Verformungen der Feder 104 lassen sich schnell, einfach
und im Kaltzustand ausführen.
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Die
so gestaltete Feder 104 wird in etwa in der gleichen Weise
wie die vier geraden kleinen Federn 48 der zuvor beschriebenen
Ausführungsart
verwendet, wobei den vorgenannten Bügeln 58 entsprechende
Haltebügel
an der Feder 102 in Höhe
der offenen Windungen 112 angebracht sind. Diese Haltebügel mit
ihrem V-förmigem
Mittelteil ermöglichen
das axiale Zusammendrücken
jeder geraden Federlänge 110 bei
den Winkelauslenkungen zwischen den beiden Schwungrädern, wodurch
sich wiederum der Fall der vorangehenden Ausführungsart ergibt.
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Die
radialen Haltemittel können
in mehreren unterschiedlichen Weisen ausgeführt sein, wie dies beispielsweise
in den 10 und 11 dargestellt ist.
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In
der Ausführung
von 10 besteht jedes
Halteorgan aus einem hakenförmigen
Teil 114, das durch das umgebogene Ende eines vorgenannten
radialen Ansatzes 82 gebildet wird, den eine Scheibe 60 aufweist, die
zwei diametral gegenüberliegende
Halteorgane starr verbindet. Wie in der vorangehenden Ausführungsart ist
ein auch als Gleitsegment dienender Federsitz 116 in dem
radial äußeren Teil
des Haltebügels
vorgesehen und durch Einspannen zwischen einer Feder 48 (bzw.
einer geraden Federlänge 110)
und dem radial äußeren Teil
des Hakens 114 befestigt.
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In 11 wird jedes Halteorgan
ebenfalls einstückig
mit einer entsprechenden Scheibe 60 durch einen T-förmigen radialen
Ansatz 118 gebildet, der an die Scheibe 60 angefügt ist und
dessen radial äußeres Ende 120 den
Balken des T in Umfangsrichtung bildet und an einem ebenfalls als
Gleitsegment dienenden Ventilsitz 122 anliegt, der zwischen
diesem Balken und der entsprechenden Feder 48 (bzw. 110)
gehalten wird.
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Bei
einer nicht dargestellten anderen Ausführungsvariante kann jedes Halteorgan
aus zwei Halbschalen bestehen, die einander gegenüberliegend
durch Niete befestigt sind, wie dies in der ersten Ausführungsart beschrieben
wurde, wobei jede Halbschale beispielsweise durch Biegen eines radialen
Ansatzes einer Scheibe der vorgenannten Art gebildet wird.
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Bei
einer in den 12 und 13 dargestellten Ausführungsart
umfasst das Primärschwungrad 10 aus Blech
an seinem äußeren Umfang
eine zylindrische Randleiste 124, die zum Sekundärschwungrad 28 gerichtet
ist und auf der durch Warmaufschrumpfen der Anlasserzahnkranz 26 angebracht
ist. An der Innenfläche dieser
Randleiste ist ein zylindrisches Teil 126 angefügt, das
durch Schweißen
befestigt ist. Dieses Teil 126 umfasst an zwei diametral
gegenüberliegenden
Stellen radial zur Drehachse vorstehende Finger 128, welche die
Druckstücke
bilden, die auf die Endstücke 88 einwirken,
die die Enden der elastischen Mittel 44 aufnehmen.
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Die
fest mit dem Sekundärschwungrad 28 verbundenen
Druckstücke
bestehen aus einer ringförmigen Zwischenscheibe 130,
die durch Niete am Sekundärschwungrad
befestigt sind und sich radial zwischen den Schwungrädern erstrecken,
sowie aus diametral gegenüberliegenden Teilen 132,
die durch Niete an dieser Zwischenscheibe befestigt sind, wobei
die Teile 132 eine Verdoppelung der Dicke der Druckstücke ermöglichen.
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Die
Haltebügel
der Federn bestehen aus Halbschalen 134, die durch Niete
gegenüberliegend
aneinander gefügt
sind, wobei jede Halbschale einstöckig mit einer ringförmigen Scheibe 60 ausgeführt ist,
die sie starr mit einer diametral gegenüberliegenden anderen Halbschale
verbindet. Wie in den bereits beschriebenen Ausführungsarten werden die Scheiben 60 elastisch
an einer Buchse 62 eingespannt, die drehfest mit dem Sekundärschwungrad 28 verbunden
ist, um Reibdämpfungsmittel
zu bilden.
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Das
an der Innenfläche
der Randleiste 124 des Primärschwungrads 10 angefügte zylindrische
Teil 126 bildet die zylindrische Innenfläche, auf
der die Gleitsegmente 136 der Haltebügel ab einer bestimmten Drehzahl,
beispielsweise von 5000 Umdrehungen pro Minute oder mehr, anliegen.
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Bei
der Ausführungsvariante
von 14 sind die am Primärschwungrad 10 angefügten Druckstücke 140 an
diesem Schwungrad durch die Niete 24 zur Befestigung des
vorgenannten zylindrischen Teils 22 angefügt und befestigt.
Diese Druckstücke
können
vorteilhafterweise aus einem dickeren Blech als das Schwungrad 10 und
folglich mit einer entsprechend größeren Verformungsfestigkeit
ausgeführt
sein. Wie dies in 14 dargestellt
ist, können
sie in Aussparungen des äußeren Umfangs
des Schwungrads 10 gelagert sein. Im übrigen weisen sie eine abgewinkelte
Form und in etwa die gleichen Eigenschaften wie die vorgenannten
Ansätze 92 auf.
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Bei
der Ausführungsvariante
von 15 werden die Scheiben 60,
die paarweise die radialen Haltemittel der Federn verbinden, auf
der Buchse 62 des Sekundärschwungrads 28 durch
Ansätze 142 ihres
inneren Umfangs zentriert, die parallel zur Drehachse in der einen
oder der anderen Richtung gebogen sind, um die Kontaktfläche zwischen
dem inneren Umfang jeder Scheibe 60 und der entsprechenden
zylindrischen Fläche
der Buchse 62 zu vergrößern und
den Verschleiß dieser
Fläche
zu verringern.
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Von
diesen Ansätzen 142 sind
vorteilhafterweise jeweils 4 pro Scheibe vorgesehen, und sie befinden sich
am inneren Umfang der Scheibe an Stellen oder in Bereichen, die
in etwa unveränderlich
sind, wenn die Scheibe während
des Betriebs leicht verformt und unrund wird, so dass die Qualität der Zentrierung
auch im Falle einer Unrundheit der Scheibe erhalten bleibt.
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Das
erfindungsgemäße Zweimassen-Dämpfungsschwungrad
kann grundsätzlich,
wie beschrieben und dargestellt, zwei elastische Mittel oder nur
ein einziges elastisches Mittel (das sich auf etwas weniger als 360°) erstreckt
oder drei elastische Mittel 44, die sich jeweils auf etwas
weniger als 120° erstrecken,
oder vier elastische Mittel umfassen, die sich jeweils auf etwas
weniger als 90° erstrecken.
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Zusammenfassung
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Die
Erfindung betrifft ein Zweimassen-Dämpfungsschwungrad, insbesondere
für Kraftfahrzeuge,
das ein Primärschwungrad
(10) und ein Sekundärschwungrad
(28) umfasst, die über
einen Torsionsdämpfer
(42) mit einer Winkelauslenkbarkeit drehfest miteinander
verbunden sind, wobei dieser Torsionsdämpfer elastische Mittel (44)
mit einer allgemein umfangsmäßigen Anordnung
um die Drehachse der Schwungräder
herum, Druckstücke
(92, 102), die an den Schwungrädern befestigt und so angeordnet
sind, dass sie bei einer Winkelauslenkung zwischen den Schwungrädern an
den Enden der elastischen Mittel (44) anliegen, und Mittel (58)
zum radialen Halten der elastischen Mittel (44) umfasst,
die in in etwa regelmäßigen Abständen auf
einem Kreisumfang angeordnet sind, wobei jedes radiale Haltemittel
durch ein ringförmiges
Zwischenstück
(60) mit einem diametral gegenüberliegenden anderen Haltemittel
verbunden ist, und wobei die zwischen den Druckstücken gelagerten
elastischen Mittel (44) eine in etwa vieleckige Form aufweisen.
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